汽水分离再热器疏水回路中疏水控制段的计算

该文从双相流动的基本原理出发,分析导出了核电站汽水分离再热器疏水回路中疏水控制段的设计、计算方法.该方法适合各类双相绝热流动管系的设计和计算.     

汽水分离再热器多目标优化研究

汽水分离再热器在核电系统中属于大型设备,其重量、体积较大。同时,汽水分离再热器对核电系统整体热经济性具有较大影响,因此汽水分离再热器也是核电系统中的重要设备。众所周知,为了降低核电的初投资成本,提高核电系统在电力市场中的竞争力,有必要对核电系统中的大型设备进行优化设计研究。寻找可使汽水分离再热器重量、体积得以降低的设计方案。本文根据汽水分离再热器的物理过程,建立了可靠的数学模型,并利用C#语言编写了相应的评价程序。结合优化程序模块,实现了对汽水分离再热器运行及结构参数的多目标优化实例研究,其优化目标是在保证功能性的前提下,降低汽水分离再热器的重量、减小其体积。优化结果给出了汽水分离再热器多目标最优决策方案,方案显示,在满足所给定的结构及性能约束的条件下,经优化,汽水分离再热器的净重量减轻约3.4%,体积减小约4.9%,优化效果显著。通过对汽水分离再热器进行参数分析,一方面定性验证了设备模型的正确性和可用性,另一方面对于最优决策方案的合理性在一定程度上也给出了依据。结果可为核动力装置小型化优化研究提供理论参考和优化方向。     

汽水分离再热器波形板分离元件试验验证

在压水堆核电机组汽水分离再热器(MSR)的实际运行工况下验证饱和湿蒸汽通过波形板分离元件时的分离特性和压降特性。采用大型热工-水力试验台架提供满足要求的饱和湿蒸汽,获得该湿蒸汽流经试验件的压降和残余湿度,结果表明:该MSR波形板试验件的二次携带临界流速较高,在入口蒸汽干度不大于86%且入口速度低于临界流速时,其残余湿度不大于0.1%,分离效率在99%以上,压降不大于7k Pa,满足出口蒸汽干度不小于99%、分离模型压降不大于14 kPa的设计要求,具有良好的分离和压降特性。     

核电厂汽水分离再热器壳体减薄原因分析及处理

秦山核电厂320 MWe机组经过长期运行后,1#汽水分离再热器出现壳体减薄现象,通过分析认为壳体减薄的原因为流动加速腐蚀(FAC)。若任由设备继续腐蚀,将进一步降低设备强度,给核电机组带来极大的运行安全风险。通过修复工艺分析,选择合适的焊材、焊接工艺和热处理工艺,对设备进行焊接维修处理,有效提高了汽水分离再热器的运行可靠性,保证了设备和机组的运行安全。     

核电厂汽水分离再热器流动加速腐蚀原因分析及控制措施

某核电厂汽水分离再热器内部部分部件多次发生流动加速腐蚀现象,对机组安全稳定运行产生不利影响.从流动加速腐蚀的机理、影响因素及MSR实际运行工况等方面对汽水分离再热器流动加速腐蚀原因进行分析,并提出了减小流动加速腐蚀影响的控制措施.     

秦山核电厂汽水分离再热系统调试及投运

本文简要地介绍了秦山核电厂300MW汽轮发电机组汽水分离再热器(MSR)系统及其监控(再热温度控制器——RTC_5)系统的调试、投运等。RTC_5系统的调试主要包括MSR系统与RTC_5系统间的输入、输出接口检查试验和自动控制模式试验。在完成手动控制试验后,进行了机组冷态启动、热态启动、线性运行、基本负荷和低负荷运行、机组解列、MSR切除、热电偶故障/恢复以及显示方式等自动控制模式试验,并确认都正常以后作MSR系统投运试验,且提出投运的注意事项及简要程序。从机组负荷在50%额定功率运行时的参数可以看出MSR系统的去湿和再热效果是很显著的。     

汽水分离再热器的传热系数及出口温度随功率变化规律的分析

本文从传热学的基本原理出发,推导出核电站汽水分离再热器的传热系数随功率变化的关系式,并用该关系式导出了汽水分离再热器的出口参数随功率的变化,从而为计算和设计汽水分离再热器的温度控制系统提供了理论基础。     

方家山核电汽水分离再热器壳侧疏水设计优化与改进

方家山核电为两台百万千瓦级压水堆核电机组,采用二代改进型压水堆技术。两台汽水分离再热器的壳侧疏水泵长期在高温条件下连续运行,故障率较高。原设计仅考虑每列MSR的壳侧疏水设置1台疏水泵,故当疏水泵故障停运时,MSR壳侧疏水必须切换排至凝汽器,会造成机组热效率下降,如同时备用疏水阀门故障会危及机组安全。通过对汽水分离再热器壳侧疏水设计优化的必要性与改进的可行性进行分析,采取在每列MSR的壳侧疏水管增设一台疏水泵回路构成备用列的方式,实现当一台疏水泵故障停运后另一台疏水泵启动,将疏水排至ABP系统上游管道。避免了因一台疏水泵故障停运导致MSR的壳侧疏水只能依靠单一管线切换至凝汽器。改进结果达到了预期,增加了MSR疏水泵运行方式的灵活性,提高了GSS系统壳体疏水的可靠性。     

压水堆核电站汽轮机汽水离-中间再热器

在水堆核电站汽轮机的汽水分离-中间再热器的设计中,除了选择好最佳设计参数,采用高效的汽水分离元件和提高再热器的传热效率外,合理的结构形式亦是必须考虑的主要问题之一。     

RtCM方法在某核电厂汽水分离再热器系统的应用实践

以可靠性和技术特性为中心的维修(Rt CM)方法是确定资产预防性维修需求、优化维修制度的一种系统工程方法。介绍以Rt CM方法的分析流程和特点,并以某核电厂汽水分离再热器系统为应用试点,详细阐述Rt CM实施过程、设备维修策略优化的效益。实践表明,Rt CM分析方法通过引入故障模板、技术特性分析、设备分级和定量化分析,提高了分析效率,对提高系统设备可靠性发挥了重要作用。     

基于多孔介质模型的行波堆TP-1堆芯稳态温度场与流场数值模拟

根据TerraPower公司最新设计的钠冷行波堆TP-1的具体结构和运行特点,采用多孔介质模型,使用商用软件CFX对行波堆堆芯的热工水力特性进行数值模拟,得到了TP-1稳态运行条件下堆芯温度场、速度场和压力场分布。结果表明：应用多孔介质模型对行波堆堆芯进行三维热工水力数值模拟的方法直观、快速、有效,将它应用于行波堆堆芯稳态条件下三维流场和温度场分析具有一定的意义。     

核动力汽轮机分离级研究

研究了分离级的方案，分析了其分离效率、损失和工程可行性，结论认为：分离级有较高的分离效率，可代替外置式汽水分离器实现船用机组的单缸设计，其结构简单、造价低、运行可靠。     

快堆热钠池的三维热工水力分析

采用多孔介质的方法，对中国实验快堆（ＣＥＦＲ）热钠池的复杂流场进行了数值模拟，计算结果与设计值符合得很好，并给出了流场分布，为中国实验快堆的进一步设计和安全性能评价提供了重要的参数。     

中国实验快堆事故停堆后余热排放过程的数值模拟

分析了中国实验快堆事故停堆后余热的排放过程。对热钠池中的流动与传热采用多孔介质模型的全三维数值模拟,对堆芯支路、事故热交换冷却回路和空冷塔冷却支路采用一维系统分析程序进行数值模拟。通过三维部分和一维部分相互耦合,模拟了余热排放的瞬态过程,得到了堆芯出口温度、燃料元件包壳的最高温度、余热热交换器的余热排放功率等许多重要参数随时间的变化曲线,对中国实验快堆的安全设计有重要的参考价值     

多孔介质通道中单相流阻力特性数值模拟

以流体分析软件Fluent6.3为平台,建立了颗粒填充多孔介质通道内单相流体的流动阻力预测模型。结果表明:该预测模型具有较高的计算精度,对于无量纲直径D=0.16、0.1和0.04的多孔介质通道,预测值与实验值间的相对偏差分别小于5%、7%和7%;流动阻力随D的增大而减小;对于多孔介质中单相流体的压降,现有模型中的惯性阻力修正系数CF对计算结果的影响显著,不能对阻力压降进行很好地预测。     

压水堆蒸汽发生器一、二次侧稳态流场耦合分析

蒸汽发生器（SG）在运行过程中主要面临流致振动所导致的传热管破裂事故,而流致振动分析需以SG内的三维两相流场作为输入条件。采用多孔介质模型,对SG二次侧流场进行求解,同时耦合一、二次侧换热,获得SG二次侧速度场、温度场、压力场及流动含气率分布,并获得传热管一维的一、二次侧流体温度和换热系数及传热管温度分布。由于一次侧向二次侧释热极不均匀,SG内流场分布及汽水分离器内的含气率分布极不均匀;汽水分离器内的最大、最小含气率分别为0.62和0.05,该参数可为汽水分离器负载设计提供依据。通过计算还获得弯管区速度分布,该分布可为传热管的流致振动磨损评估提供输入条件。     

高温气冷堆内含硼碳材料吸湿特性与扩散系数研究

高温气冷堆（HTGR）是世界上首座具有第四代核电特征的堆型,堆内装载了大量石墨和碳作为结构材料和燃料元件基体。碳素材料是一种多孔材料,常温下吸附空气中的水分等杂质。高温气冷堆的初装堆除湿过程和事故后除湿过程,由水分扩散性能决定。通过含硼碳（BC）材料动态吸湿实验得到水分质量变化曲线,将其与模拟结果拟合得到材料中水分的有效扩散系数D_e＝7.30×10^-10 m²/s。通过吸湿实验得到湿度和温度对平衡吸湿量的影响。环境湿度越高,平衡吸湿量越大,二者近似呈线性关系;温度越高,平衡吸湿量越小。     

蒸汽发生器一级汽水分离器内流场数值模拟

以压水堆核电厂蒸汽发生器一级汽水分离器为研究对象,采用基于计算流体动力学（CFD）的计算软件ANSYS Fluent对湿蒸汽进入汽水分离器后的流场特性和汽水分离性能进行模拟,在模拟过程中采用了欧拉多相流模型和k-ε Realizable湍流模型相结合的计算模型。对工质流经汽水分离器的模拟结果表明,在汽相与液相经由汽水分离器流至各自出口时,出现明显的分层现象。对比不同切向出口和不同液滴粒径下的模拟结果表明,出口面积越大,汽水分离器对液滴的分离效果越好;在0.01~0.10 mm的粒径范围内,液滴粒径越大,分离效果越好。对不同负荷条件下汽水分离器分离效率的模拟结果表明,分离效率随机组负荷升高略有降低。